DE2522763A1

DE2522763A1 - Vorrichtung zur verbindung zweier lichtleitfaserkabeln und verfahren zur herstellung der vorrichtung

Info

Publication number: DE2522763A1
Application number: DE19752522763
Authority: DE
Inventors: Franz Dipl Ing Auracher; Gerhard Dipl Ing Mitterhummer; Karl Heinz Zeitler
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1975-05-22
Filing date: 1975-05-22
Publication date: 1976-12-02
Also published as: US4082421A; JPS51144245A; FR2312042A1

Description

SIEMEHS AETIE1TGESELLSCHA.pt München 2, den 22.5.1975

Berlin und München Wittelsbacherplatz 2

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Vorrichtung zur Verbindung zweier Lichtleitfaserkabeln und Verfahren zur Herstellung der Vorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verbindung eines an kommenden Lichtleitfaserkabels mit einem weiterführenden, wobei die Lichtleitfasern in zwei aneinander angrenzenden Halterungen gegeneinander zentriert sind.

Steckverbindungen für Lichtleitfaserkabel verwenden im allgemeinen !Führungen mit trichterförmigen Öffnungen für die Lichtleitfasern, in welche die Pasern beim Verbinden der Teile der Vorrichtung eingeführt werden, bis sie in mechanischem Eontakt kommen.

Bei jedem Steckvorgang wird jede Paser mechanisch beanspruch Es besteht die Gefahr, daß beim Einführen der Pasern in die Führungen Staub auf die Stirnflächen geschoben wird. Außerdem ist es schwierig, die trichterförmigen Führungen mit den erforderlichen Toleranzen in Massenproduktion herzustellen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung· zur Verbindung von Lichtleitfaserkabeln anzugeben, deren einzelne Pasern in einer präzisen Halterung festgehalten sind und welche reproduzierbar in Massenfertigung hergestellt werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 genannten kennzeichnenden Merkaale gelöst.

Die genaue Positionierung der Faserenden in allen Halterungen wird entweder durch Verwendung einer Mutterschablone oder direkt

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in Planar-Technik mittels Fotolithografie und anschließenden galvanoplastischen Umkopierverfahren bei einem seriellen Herstellungsprozeß erzielt. Der Vorteil der Verwendung eines Planarprozesses liegt bekanntlich in der hohen reproduzierbaren Genauigkeit der damit hergestellten Teile.

Es lassen sich nicht-lösbare, lösbare und zwischen mehreren Lichtleitfasern umschaltbare Verbindungsvorrichtungen aufbauen.

Zur Herstellung der Vorrichtung werden vorteilhafterweise zunächst die ersten Führungsfolien (oder Führungsplatten) über eine Schablone dadurch erzeugt, daß auf letztere eine Führungsfolie (oder Platte) mit einander zentriert angeordneten Bohrungen aufgesetzt und in den Bohrungen Lichtleitfasern befestigt werden. Nach dem Schleifen und Polieren der Faserstirnflächen, werden diese Führungsfolien mit den Substraten und den zweiten Führungsfolien verbunden und in Gehäusen eingesetzt. Da dieses Verfahren seriell durchgeführt wird, ist eine genaue Positionierung der zu verbindenden Lichtleitfasern garantiert.

Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen in der Figurenbeschreibung erläutert.

Die Figuren 1 und 2 zeigen je eine komplette erfindungsgemäße Verbindungsvorrichtung für Lichtleitfaserkabel, die Figuren 3 und 4 im Querschnitt bzw. in Draufsicht eine Halterung mit einer einzigen ersten Führungsfolie, die Figur 5 den Ausschnitt einer Halterung mit drei ersten Führungsfolien,

die Figuren 6 und 7 im Querschnitt bzw. in Draufsicht eine Halterung mit einer peripher angeordneten ersten und zweiten Führungsfolie und
Figur 8 eine Vorrichtung zur Herstellung der Führungsfolien.

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In den Figuren 1 und 2 sind zwei Lichtleitfaserkabel 1 "bzw. 1 ' in die Öffnungen 2 bzw. 2^! je eines Gehäuses 3 "bzw. 3^f eingeführt. Die einzelnen Lichtleitfasern sind in je einer Halterung 4 bzw. 4' befestigt. Gehäuse und Halterungen sind über Zentrierstifte 5 derart miteinander verbunden, daß die Stirnflächen der zu verbindenden Lichtleitfasern genau gegenüber liegen.

Dies ist immer der Fall, da zumindestens die einander berührenden Endteile der Halterungen 4 und 4¹ in Serienproduktion hergestellt werden. ;

Die Figur 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei der die einzelnen Lichtleitfasern über Optiken miteinander verbunden sind. Diese bestehen aus den Feldlinsen 8 bzw. 8' vor den Stirnflächen der Lichtleitfasern und aus Abbildungslinsen 9 bzw. 9^f, welche die optischen Signale jeder Faser des Faserbündels 1 genau auf die Stirnfläche der gegenüberliegenden Faser des Faserbündels 2 abbilden.

Die Gehäuse 7 und 7', in welchen die Halterungen 4 und 4¹ und die Optiken 8,9 und 8«,9^f befestigt ist, sind durch Terbindungsstifte 5 miteinander lösbar verbunden.

Die in der Figur 2 gezeigte Ausführung, bei der der optische Kontakt zwischen den Fasern über ein Linsensystem hergestellt wird, hat den Vorteil, daß durch Wahl der Linsen und der Abstände der gegenüberliegenden Faserenden auch Kabel mit unterschiedlichen Faserdurchmessern verbunden werden können. Weiterhin ist diese Verbindung weniger staubanfällig, da die zu koppelnden Lichtsignale jeder Faser über die gesamte Linsenfläche verteilt sind.

In den Figuren 3 und 4 ist eine Halterung dargestellt, welche aus zwei dünnen, sehr präzisen Lochplatten (erste bzw. zweite Führungsfolie) 6 und 7 besteht, welche auf einem Substrat 8 über Zentrierstift 9 zueinander genau justiert aufgebracht sind. Die Bohrungen 10 der zweiten Führungsfolie 7 sind so dimensioniert, daß Lieht- ' leitfasern 11 mit dem größten erlaubten Durchmesser noch leicht

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eingeführt werden können. Die Bohrungen im Substrat 8 sind größer als die Querschnitte der einzuführenden Lichtleitfasern 11; das Substrat dient hauptsächlich als Abstandsscheibe für die präzisen Führungsfolien 6 und 7. Die erste Führungsfolie 6 garantiert die genaue Position der Faserenden. Dazu dürfen die Bohrungen dieser Folie nur so groß sein, daß selbst Fasern mit dem kleinsten zulässigen Durchmesser noch mit ausreichender Genauigkeit gehalten werden.

Die Figur 5 zeigt eine Variante einer Halterung, die infolge der konischen Ausbildung von Bohrungen in einem dicken Führungskörper das Einfädeln der Lichtleitfasern erleichtert. In einem Ausschnitt sind dort ein Substrat 8 und drei anschließende erste Führungsfolien 12, 13 und 14 dargestellt, welche nacheinander abnehmende Bohrungsdurchmesser aufweisen, weil sich die dargestellten konischen Profile fotolithografisch nur in dünnen Folien mit hohen Präzision herstellen lassen. Eine Lichtleitfaser, welche mit der Oberfläche 15 der Führungsfolie 14 abschließt, weist entweder über ihre gesamte Länge einen Durchmesser auf, der dem kleinsten Bohrungsdurchmesser der Abstandsfolie 14 entspricht oder einen etwas größeren Durchmesser, aber einen konisch zulaufenden Endbereich mit einer Stirnfläche, welche wieder dem kleinsten Durchmesser der Bohrung der Führungsfolie 14 entspricht.

Fach dem Einführen und Verkleben der Fasern in den Bohrungen werden die Stirnflächen der Halterungen plangeschliffen und poliert.

In den Figuren 6 und 7 sind die Kanäle zur Führung der Lichtleitfasern peripher an einer ersten Führungsfolie 16 und an einer zweiten Führungsfolie 17 angeordnet, welche auf zwei entgegengesetzten Oberflächen eines kreisförmigen Substrates 18 befestigt sind. Die genaue Positionierung der Fasern 19 in radialer und in azimutaler Richtung werden getrennt erzielt. Zur Erzielung der radialen Positionierung sind die Fasern 17 auf ein auf genauen Durchmesser geschliffenes dickes scheibenförmiges Substrat 18

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aufgelegt. Die azimutale Positionierung wird durch die dünnen !Führungsfolien 17 und 18 mit einer zahnradähnlichen Form erreicht. Ein (nicht gezeichneter) Ring drückt die Pasern 17 fest gegen die Mantelfläche des Substrates 18, auf der sie dann auch verklebt werden. Anschließend wird die Stirnfläche der Halterung plangeschliffen und poliert.

Eine Verbindungsvorrichtung mit zwei derartigen Halterungen läßt sich auch zu einem mechanischen Schalter ausbauen. Dazu wird die Kopplung der beiden Halterungen so vorgenommen, daß die eine Halterung gegen die andere um bestimmte durch eine Rastvorrichtung vorgegebene Winkel verdreht wird. Eine Gruppe von in der einen Halterung befestigten Pasern kann auf eine oder mehrere weitere Gruppen von in der zweiten Halterung befestigten Pasern durchgeschaltet werden.

Anhand der Pigur 8 wird die Herstellung der mit den Lichtleitfasern 11 verbundene Halterung dargestellt, die in den Piguren 1,2 und 3 gezeigt ist.

Die erste Führungsfolie 6, welche sehr präzis positionierte Bohrungen aufweist, wird in Serienfertigung über die Mutterschablone 23 hergestellt. Diese Schablone weist Bohrungen auf, deren Durchmesser maximal um einen Bruchteil der Paserdurchraesser größer ist als der Paserdurchmesser selbst. Auf die mit Paßstiften 20 versehene Schablone 23 wird eine dazu passende Lochplatte aus einem Material mit niedrigen Ausdehnungskoeffizienten aufgelegt, deren Lochachsen mit den Achsen der Schablonenbohrungen übereinstimmen. Die Bohrungsdurchmesser der Lochplatte können zunächst größer sein als die der Paserdurchmesser. Es werden die Pasern 21 durch die Bohrungen der Lochplatte in die Bohrungen der Schablone 23 eingeführt.

Das Einfädeln der Pasern in diese Bohrungen kann dadurch erleichtert werden, daß die Schablone 23 auf ein Evakuiergefäß 22

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aufgesetzt wird. Durch den Unterdruck im Innern dieses Gefäße3 v/erden die Fasern in die Bohrungen eingesaugt.

Die Bohrungen in der Lochplatte werden nun mit einem Kunstharz vergossen. Nach dem Erhärten der Vergußmasse wird die aus der Lochplatte entstandene Führungsfolie 6 von der Schablone 23 abgehoben und die Enden der Lichtleitfasern in die Bohrungen des Substrates 8 und der Führungsplatte 10 eingeführt. Bach dem Befestigen der Führungsplatten 6 und 10 am Substrat 8 werden die Endflächen der aus der Führungsfolie 6 herausstellenden Lichtleitfasern plangeschliffen und poliert.

Dieses Verfahren ist besonders bei Verbindungsvorrichtungen vorteilhaft, bei welchen die Halterungen 4 und 4' aus nur einen dicken Teil (Führungsplatte) bestehen.

Diese Halterungen werden in den Gehäusen 3 und 3^f (Figuren 1 und 2) befestigt.

6 Patentansprüche
8 Figuren

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Claims

Patentansprüche

Vorrichtung zur Verbindung eines ankommenden ■Lichtleitfaserkabels mit einem weiterführenden, wobei die Lichtleitfasern in zwei aneinander angrenzenden Halterungen gegeneinander zentriert sind, dadurch gekennzeichnet , daß jede Halterung (4,4') aus einem Substrat (8,18), aus einer oder mehreren auf eine Substratoberfläche anschließenden ersten Führungsfolien (6,12,13,14,16) und aus einer auf der entgegengesetzten Substratoberfläche angeordneten zweiten Führungsfolie (10,17) besteht, wobei die ersten Führungsfolien (6,12,13,14,16) Kanäle (10) für die Lichtleitfasern (11,19,21) aufweisen, die in Richtung vom Substrat (8,18) fort bis auf die Durchmesser der Lichtleitfasern (11,19,21) abnehmende Querschnittsprofile aufweisen, und wobei die zweite Führungsfolie (10,17) ebenfalls Kanäle für die Lichtleitfasern (11,19,21) aufweist und daß die zu verbindenden Lichtleitfasern (11,19,21) direkt oder über eine Optik (8,8',9,9') miteinander verbunden sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Kanäle geschlossene Bohrungen in den ersten und in der zweiten Führungsfolie sind, die mit Bohrungen im Substrat fluchten.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Kanäle peripher an den ersten und an der zweiten Folie angeordnet sind und daß deren Wandungen über die Seitenflächen des Substrates hinausragen.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Lichtleitfasern auf den Seitenflächen des Substrates befestigt und durch liLntereinanderliegende Kanäle

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der ersten und der zweiten Führungsfolien geführt sind.
5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß alle Teile jeder Halterung und zwei gegenüberliegende Halterungen durch gemeinsame Zentrierstifte miteinander verbunden sind.
6. Verfahren zur Herstellung der Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet ,

, daß in Serienproduktion eine Lochplatte (6) auf einer Schablone (23) mit Bohrungen durch Paßstifte (20) aufgesetzt wird, Lichtleitfasern (21) in die einander fluchtenden • Bohrungen der Lochplatte (6) und der Schablone (23) eingeführt werden, daß die verbleibenden Öffnungen in der Lochplatte (6) mit Kunstharz vergossen werden, daß die nunmehr in den Bohrungen der Lochplatte (6) befestigten Lichtleitfasern (21) durch die Bohrungen eines anschließenden Substrates (8) und einer weiter anschließenden zweiten Führungsfolie (1.0) gefädelt werden, daß die Führungsfolien (6,10) mit dem Substrat (8) fest verbunden werden, daß die aus der ersten Führungsfolie (6) herausragenden Endbereiche der Lichtleitfasern (21) plangeschliffen und poliert werden, und daß schließlich die so entstandenen Halterungen (4,4') mit den Lichtleitfasern (21) in Gehäusen (3,3^f) befestigt werden.

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